Nylon es el nombre genérico de los termoplásticos generados a partir de poliamidas (PA) y su aparición en el mercado se dio a partir de 1939. Las aplicaciones típicas del nylon son para packaging, usos eléctricos o electrónicos y para partes de automóviles.
Los productos más comunes que se pueden obtener de la producción de poliamidas a partir de intermediarios biogenerados son: nylon 66, nylon 69 y nylon 6.
Las tecnologías de obtención de este tipo de poliamidas son muy nuevas, ya que durante años se vio restringido su uso a causa de los altos costos de fabricación y obtención (en comparación con poliamidas convencionales derivadas de productos petroquímicos). Sin embargo en los últimos años, empresas como DuPont, Arkema (en colaboración con Fujitsu) y BASF han logrado desarrollar métodos de obtención que permiten la aplicación de poliamidas biobasadas a procesos industriales.
Obtención
Las poliamidas son generalmente sintetizadas a partir de diaminas, ácidos dicarboxílicos, aminoácidos o lactamas. Los tipos de nylon comerciales incluyen:
- nylon 4 - polímero formado por 2-pirrolidone [CH2CH2CH2C(O)NH]
- nylon 6 - generado a partir de la policondensación de la caprolactama [CH2(CH2)4NHCO]
- nylon 66 – fabricado por condensación de la hexametilenodiamina [H2N(CH2)6NH2] con ácido adípico [COOH(CH2)4COOH]
- nylon 69 - fabricado por condensación de la hexametilenodiamina [H2N(CH2)6NH2] con ácido azelaico [COOH(CH2)7COOH]
- nylon 610 - fabricado por condensación de la hexametilenodiamina con ácido sebácico [COOH(CH2)8COOH]
- nylon 6/12 - fabricado a partir de la hexametilenodiamina y el ácido dibásico
- nylon 11- producido por policondensación del ácido amino-undecanoico [NH2CH2(CH2)9COOH]
- nylon 12 - fabricado a partir de la polimerización de la laurolactama [CH2(CH2)10CO]
- ciclododecalactama, con unidades metilenos.
Nylon 66 a partir de ácido adípico biogenerado: La generación de ácido adípico se logra a partir de degradación de la glucosa por parte de la bacteria Esterichia coli en un proceso secuenciado y en un paso final de hidrogenación a presión elevada. Finalmente la producción de nylon 66 se genera a partir de la reacción polimerización de ácido adípico y diamina.
Nylon 69 a partir de ácido azelaico biogenerado: El ácido azelaico (monómero diácido para el nylon 69) es producido por síntesis química a partir de ácido oleico. El ácido oleico es un tipo de grasa monoinsaturada típica de los aceites vegetales y animales. El ácido azelaico es producido por la adición de átomos de oxígeno -rompiendo el enlace doble del ácido oleico- a partir de ácido crómico o por ozonólisis. Luego se obtiene el nylon 69 por polimerización del ácido azelaico y diamina.
Nylon 6 a partir de caprolactama biogenerada: Caprolactama, el monómero del nylon 6, puede ser producido por fermentación de la glucosa a través de un intermediario y, finalmente, rompiendo su estructura de anillo para polimerizar y obtener el compuesto final.
Actualmente los dos procesos más importantes llevados a cabo en esta rama son los patentados por Arkema (PA11 y PA12 - desarrollado en el 2006 con colaboración de Fujitsu) y por BASF (PA6 -desarrollado en el 2007). Ambos procesos utilizan el aceite de ricino: a partir de él se extrae el ácido undecanoico (Arkema) o ácido decanoico (BASF) el cual es polimerizado junto con diamina para obtener la poliamida correspondiente. DuPont también comercializa nylons generados a partir de materias primas renovables tales como el Zytel PA 1010, el cual es 100% biogenerado, y Zytel PA 610, el cual contiene alrededor de un 60% en peso de material biogenerado.
Propiedades
Sus propiedades más importantes son la resistencia a aceites y solventes así como también a la fatiga y la abrasión, baja fricción, estabilidad a altas temperaturas, buena procesabilidad y apariencia.
Los nylons 6 y 66 son usados cuando se requiere de resistencia térmica y mecánica a costo moderado. Las desventajas son sus altas absorciones ante un medio acuoso y su baja estabilidad dimensional. Para resolver estos problemas se suele reforzar el nylon con fibras de vidrio. Otros tipos de nylon útiles como plásticos industriales son los nylons 69, 610, 612, 11 y 12. Estos productos tienen mejores propiedades respecto a la absorción ala humedad y estabilidad dimensional. Sin embargo, sus resistencias térmicas y mecánicas son más pobres.
Aplicaciones
Los nylons biogenerados pueden tener las mismas aplicaciones de uso que los nylons convencionales ya que tienen una sustitución teórica del 100%. Los usos más comunes incluyen mangueras y tuberías industriales (para transporte de combustible, gas o aceite y para uso neumático), cables para aplicaciones eléctricas o electrónicas y también empiezan a tener aplicaciones en la industria médica.
Empresas productoras a nivel mundial
Empresa |
Ubicación |
Producto |
Nombre comercial |
|---|---|---|---|
Arkema |
Francia |
PA11/12 |
Rilsan |
DuPont |
EE.UU. |
PA 6.10/10.10 |
Zytel |
BASF |
Alemania |
PA 6.10 |
Ultramid Balance |